NI展示了全新的mmWave802.11ad无线测试技术

全新的NI WiGig测试解决方案有助于推动数千兆位低延迟无线芯片组的开发新闻发布-2016年10月25日-NI（美国国家仪器公司,National Instruments,简称NI）作为致力于为工程师和科学家提供解决方案来应对全球最严峻的工程挑战的供应商,近日推出全新的802.11ad或者WiGig测试解决方案的技术预览,该解决方案专门针对毫米波测试这一新兴领域开发了诸多新功能。

基于IEEE 802.11ad多帧相关测速算法

波形设计是实现通信感知一体化关键技术之一,有利于缓解频谱竞争压力、减少资源浪费。该文提出一种在车对万物互联(V2X)场景下基于IEEE 802.11ad无线局域网波形的测速算法。首先基于物理层帧结构中前导良好的目标感知特性对接收多帧信号的前导做不同移位的相关运算,将多普勒频偏估计转换为线性回归斜率估计得到多普勒估计值用以测速;其次提出相位补偿方案,解决由相位模糊导致的测速范围受限问题。仿真结果表明,在单目标视距场景下所提算法可实现厘米级测速精度,且相较于目前同类型算法具有更低测速误差。

一种联合路由层信息设计的多跳AdHocMAC层协议

提出了一种单信道多跳Ad Hoc网络的媒体接入层协议.利用全向天线的特点,协议控制帧捎带路由信息,使邻居节点获知节点间路由状态.上游节点的ACK应答直接触发下游节点的CTS握手,形成CTS/DATA/ACK三维交互机制.协议可有效减少网络的握手开销,降低重负载时握手帧的冲突概率.仿真表明,协议可适应不同的拓扑.最好情况下,协议较IEEE 802.11协议的吞吐量约提升16.1%,端到端延时约降低16.8%.改善了多跳Ad Hoc网络性能.

无线网卡能耗建模及在GloMoSim中的实现

参照笔记本电脑无线网卡各工作模式下功率消耗实测结果,建立了ad hoc网络结点无线网卡能耗模型,并介绍了如何在GloMoSim仿真环境中进行实现。此模型可广泛用于ad hoc网络无线结点能量消耗的研究中。运用新模型对IEEE 802.11节能模式的仿真表明:在流数目较多网络负荷较大时802.11节能模式并不能有效节省结点能耗,协议还需进一步改进。

一种基于802.11DCF的Ad Hoc网络节能协议

为了将一种基于802.11DCF的无线局域网节能MAC协议802.11PS用于多跳移动网络,提出了一种改进的报文驱动无线网卡动态关闭节能协议802.11NPS.802.11NPS使无关结点收到控制报文后延迟关闭无线网卡,从而很好地支持了路由协议的正常运行.它无需全网同步机制,也可用于全互连网络.文中还采用较精确的能耗模型对802.11NPS协议的性能进行了仿真研究,结果表明:在所考虑的仿真环境下,802.11NPS在全互连网络中最多可节能60%,在多跳移动Ad Hoc网络中最多可节能18%;802.11NPS的时延性能优于802.11DCF,而吞吐率则与802.11DCF大体相当.

Ad hoc网络中一种负载均衡的多速率路由算法

提出一种Ad hoc网络中的负载均衡多速率路由算法LBMR.该算法充分考虑802.11无线环境中固有的多速率特性,通过网络中每个节点周期性地发送邻节点信息构造一张高速转发表.LBMR根据转发表进行转发时不仅考虑高速链路,而且根据收集到的邻节点链路层队列信息,选择一条高速且时延较低的路径,以避免加重局部拥塞,使得网络的负载能更加均匀地分布.模拟结果表明,LBMR对网络吞吐量有较大提高.

一种改善Ad Hoc网络中TCP性能的跨层方法

大量研究表明AdHoc网络中TCP的性能非常差,这主要是由于TCP的拥塞控制机制不能有效地解决由共享信道竞争造成的分组丢失问题。文中提出了一种根据TCP发射端MAC层的RTS重发次数,来自适应地调整TCP的最大窗口大小的跨层方法,以控制网络中分组的数量,减小信道竞争。仿真结果表明,该方法能够显著地提高TCP的吞吐量,并改善其稳定性。

基于ZYNQ-7000 FPGA和AD9361的软件无线电平台设计

设计了一种基于ZYNQ-7000系列FPGA和AD9361的软件无线电(SDR)平台。该平台采用零中频软件无线电方案,选用AD9361设计射频收发前端,选用ZYNQ-7000系列FPGA搭建基带处理平台,并借助PC的数据处理能力进一步提升系统的灵活性和通用性。PC和ZYNQ基带处理平台之间通过千兆网口通信。在PC上使用GNU Radio软件实现802.11a基带数据的处理,搭建两套SDR系统。实测结果验证了该平台的通信可靠性。该软件无线电平台对于通信类学生的实验教学和科研工作有借鉴意义。

基于对数函数的Ad Hoc网络MAC退避算法

针对IEEE 802.11 MAC协议二进制退避算法存在的缺陷,引入随网络状态变化的参数,提出了一种基于对数函数的新退避算法。该算法使用以网络节点数为变量的对数函数,动态调整竞争窗口初始值和窗口退避增大幅度,降低了数据传输的冲突概率,利用OPNET软件实现对退避算法的网络仿真。仿真结果表明,基于对数函数的退避算法对提高Ad Hoc网络的吞吐量性能和公平性、降低网络延时有明显的效果,性能优于二进制退避算法。

MANET网络中基于队列长度的逐跳AC自适应调整机制

提出了一种适用于MANET网络的基于队列长度的逐跳AC自适应机制（QLACSA）.QLACSA机制的设计目标是解决EDCA在MANET网络中不同长度的业务流间的不公平竞争问题,为时延敏感的业务流提供可靠的端到端时延保证.QLACSA机制作用于MAC层,对时延敏感的业务流,将其全局时延需求合理地划分成逐跳的期望时延,根据数据包的实际时延状况,执行逐跳的AC重估,并在AC的选择过程中综合考虑数据包的延迟状态、本地时延需求和队列的排队情况,以保证各数据包能在QoS要求的端到端时延要求内到达目的节点.QLACSA还采用了整流策略,通过主动丢包实现“优胜劣汰”,将已经过期或有可能过期的数据包丢弃,从而降低可能的信道资源浪费,为具有更高传输成功率的数据包提供更多的传输机会.仿真结果表明,QLACSA机制在满足端到端时延需求的同时,将路径较长的业务流吞吐量提高了211％～245％左右.

802.11协议在Ad hoc网络中的应用研究

Ad hoc网络MAC(媒体接入控制)协议的研究主要是基于802.11协议,但是802.11协议并非专为多跳网络而设计,因此在实际应用中存在TCP传输不稳定性以及节点信道接入的不公平性问题。文中提出通过调整TCP滑动窗口参数,解决Ad hoc网络中TCP传输的稳定性;通过改进802.11协议的竞争窗口机制,解决节点信道接入的公平性。仿真结果表明,上述改进措施可以有效提高802.11协议在Ad hoc网络中的应用性能。

一种时效性约束的二进制指数退避算法

针对IEEE 802.11标准中二进制指数退避算法(Binary Exponential Backoff,BEB)以最大重传次数作为分组丢弃依据其时效性性能差的问题,提出一种基于时效性约束的二进制指数退避算法(Delay-constrained Binary Expo-nential Backoff,DC_BEB)。以分组自身的超时门限替代最大重传次数作为分组丢弃的依据,能在不显著降低系统归一化吞吐量的同时,提高系统归一化有效吞吐量,适合于对分组时效性要求高的无线自组织网络。构建了Markov模型来分析采用DC_BEB算法时的系统性能。通过仿真实验,验证了模型的近似准确性以及DC_BEB算法相对于BEB算法的优势。

车联网RSU单元下行流量的性能研究

基于802.11p/WAVE的车联网是一项涉及道路交通、无线通信、自组织系统等多学科综合性的技术领域,车联网中,RSU单元可作为AP,让在行驶的汽车中的人们可以随时随地接入Internet,其中,如何建立RSU单元的下行流量模型是一个关键问题.通过引入车辆密度概率质量函数,分析车联网MAC层车辆通过RSU设备访问Internet的信道竞争情形,提出了适用于高速公路交通场景的RSU单元网络吞吐量模型,并推导出RSU上行及下行流量的性能解析式.针对RSU单元通信范围有限、相邻RSU单元之间可能存在盲区的问题,提出了一种利用同向行驶的车辆协助数据下载的VCo DS方案,以达到提高某时间段RSU的下行流量的目标.仿真实验结果证实,VCo DS方案可有效提高RSU单元的下行流量.

IEEE802.11移动自组织网络节点竞争窗口长度的概率分布

在基于IEEE 802.11的移动自组织网络中,MAC(Medium Access Control)层提供了DCF(Distributed Coordi-nate Function)以控制节点对无线信道的争用.DCF包括了BEB(Binary Exponential Backoff)算法.该文对BEB的重要参数——竞争窗口CW(Contention Window)进行研究,通过随机建模,导出了竞争窗口长度的概率分布,并进行数值分析.研究结果可应用于IEEE 802.11移动自组织网络.

一种基于IEEE 802.11 PSM的增强节能机制

分析了IEEE802.11分布式协调功能的能量节省机制,针对其采用一种固定信号时隙的局限性,提出了一种自适应节能机制。新机制采用三种信号时隙,由节点根据自己的数据流量动态选择其中一种。仿真结果表明,此机制在保持较高的吞吐量的同时,不仅大幅地提高了能量利用率,还明显地降低了时延。

IEEE802.11 MAC帧服务时延分析和在拥塞控制中的应用

针对传统拥塞指示信号(例如平均队长)在无线自组织网络环境中不能有效指示网络拥塞的问题,分析研究了IEEE 802.11协议MAC帧服务时延(FSD),并给出了平均FSD与平均帧长、冲突概率以及饱和站数量之间的关系.分析结果表明:当站的传输概率大于临界值时,FSD随传输概率或饱和站数量的增加急剧增大,显示其对链路层拥塞较为敏感.最后通过仿真验证了FSD作为拥塞指示信号的有效性,与用平均队长指示网络拥塞的方法相比,FSD更能有效的指示网络拥塞,当与TCP协议配合时,能显著改善TCP连接的吞吐量,降低丢包率.

基于无线Ad Hoc网络的多移动机器人系统

介绍了无线自组织网络及其发展现状和多移动机器人系统。概述了IEEE 802．11DCF协议,并在此基础上阐述Ad Hoc技术用于多移动机器人系统的应用前景,提出了一套实际方案。

一种802.11功率控制协议的仿真

使用较为合理的能耗模型对一种基于802.11的功率控制协议802.11DPC进行了仿真研究.结果表明,在多跳ad hoc网络中,接收机信噪比门限值SSNR对802.11DPC协议的性能有较大影响.发射功率裕量K设置约为SSNR时系统有最高吞吐率,而增强接收机的抗噪能力(降低SSNR值)将极大提高功率控制协议的性能.得出了在由笔记本电脑构成的ad hoc网络中采用802.11DPC协议更加有利于提高系统吞吐率而对降低系统能耗所起的作用很有限的结论,并对仿真结果给出了合理的解释.

Ad hoc网络中一种生命周期约束的自适应退避算法

在IEEE 802.11标准定义的BEB退避算法基础上,提出一种生命周期约束的自适应退避算法LCAB,以生命周期代替最大重传次数作为分组丢弃的依据,并根据网络忙闲程度自适应地调整节点执行退避过程的权限,以最大化系统归一化有效吞吐量,适合于ad hoc网络中有严格时延要求的VoIP等实时性业务。构建Markov链模型分析LCAB算法性能,得到系统归一化有效吞吐量表达式。仿真结果表明,理论分析与仿真结果一致,且LCAB算法的归一化有效吞吐量优于BEB算法。

一种多速率移动自组网中的拓扑控制算法

提出了一种移动自组网中的拓扑控制算法MATC(multi-rate aware topology control),该算法充分考虑了无线环境中固有的多速率特性,在保证原有网络连接性的前提下删除部分低速链路,为上层的路由协议构造一个良好的拓扑,确保按需路由协议能够在一跳范围内发现最优路由.大量仿真结果表明,MATC对网络性能有较大的提高.